Преобразователь напряжения в код Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

(54) ПРЕОБРАЗОВ/.ТЕЛБ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД

1

Изобретение относится к о&ласти вычислительной техники и может быть использовано в автоматических системах управления и обработки информации.-.

Изобретение может быть исяользовано в преобразователях напряжения с преци зионных аналоговых датчиков в двоичный код, а также для передачи аналоговых сигналов по каналам связи с высокой точностью.

Известен преобразователь напряжения в код, содержащий интегратор, первый вход которого подключен к входной шине, а выход - через два устройства сравнени,я соединен с соответствуюш;ими входами формирователя импульсов обратной свйзи, одни выходы которого подключены к второму и третьему входам интегратора, а вторые выходы соединены спервыми входами двух Элементов И, вторые входы которых подключены к шине тактовых импульсов, а выходы - к входам реверсивного счетчика 1.

Недостатком устройства является то, что в нем требуется большая емкость конденсатора в интеграторе, особенно в тех случаях, когда необходима высокая точность преобразования входных сигналов, близких к нулю. В результате полная микроминиатюризация преобразователя становится невозможной, что приводит в ряде случаев к значительному увеличению габаритов и массы устройства и, следовательно, к снижению его надежности.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в код, содержаший интегратор, первый вход которого 10 подключен к входной шине, а выход - через два устройства сравнения соединен с соответствующими входами формирователя импульсов обратной связи, первые выхоЛы которого подключены к второму и третьему входам интегратора, а вторые выхо15ды соединены с первыми входами двух эле- ментов И, и вторые входы которых подключены к шине тактовых импульсов, а выходы - к входам реверсивного счетчика, введены элемент ИЛИ, счетчик, триггер, два источника эталонного напряжения с ключами на

20 выходе, соединенными с четвертым и пятым входами интегратора, причем выходы элементов И через элемент ИЛИ соединены с входом установки в нуль счетчика, счетный вход

которого подключен к дополнительной шине тактовых импульсов, а выход - к счетному входу триггера, выходы которого соединены с управляющими входами ключей.

Сущность изобретения поясняется функциональной схемой преобразователя, приведенной на фиг. 1; ла фиг. 2 даны выходные характеристики преобразователя напряжения в. частоту.

Схема содержит интегратор 1, устройства сравнения 2, 3, формирователь импульсной обратной связи 4, элементы И 5, 6, реверсивный счетчик 7, элемент ИЛИ 8, счетчик 9, триггер 10, ключи II, 12.

Устройство состоит иЭ следующих устройств.

Интегратор I, который интегрирует входное напряжение U. и эталонные напряжения + и.зт; -UjT-; +иэт -UjT, и соединен выходом с одним из входов устройств сравнения 2, 3. В последней осуществляется сравнение выходного напряжения интегратора с опорными напряжениями, подключенными к вторым входам устройств сравнения 2, 3.

Сигналы с выходов блоков 2, 3, соединенных с входами формирователя импульсов обратной связи, используются для формирования импульсов, длительность которых определяется периодом тактовых импульсов, а амплитуда эталонными напряжениями +иэтИмпульсы поступают на первые входы элементов И 5, 6 и на вход интегратора.

Элементы И 5, 6 выделяют импульсы из последовательности тактовых импульсов ТИ, по сигналам с выходов формирователя. Им-пульсы с. выходов этих схем поступают на входы реверсивного счетчика 7, где и формируется выходной код.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все ключи, кроме одного 11 или 12 разомкнуты, выходное напряжение интегратора равно нулю . При подаче входного напряжения выходное напряжение интегратора увеличивается до мо-. мента времени, когда по сигналу с соответствующего устройства сравнения начнется формирование импульса на выходе формирователя 4 и напряжение на выходе интегратора будет уменьщаться. Положительному вхбдному напряжению соответствует сигнал с выхода устройства сравнения 3 и отрицательный импульс на выходе формирователя 4. Отрицательному - сигнал с выхода устройства сравнения 2 и положительный и.мпульс на формирователе 4. Выходы элементов 5 и 6 являются выходами преобразователя напряжение-частота. Импульсы с вы хода его суммируются далее врейерсйвнОм счетчике 7, где и формируется выходной код. Указаийые импульсы; поступают также на элемент ИЛИ 8 и далее воздействуют на вход установки нуля счетчика 9.

На счетный вход счетчика постоянно подаются тактовые импульсы ТИг Импульс с выхода, п счетчика 9, который появляется только в том случае, если перед следования импульсов на входе установки нуля будет больше времени заполнения счетчика импульсами 9, управляет триггером 10 по счетному входу. Выходы триггера управляют работой ключей 11, 12, обеспечивая их противофазное размыкание и замыкание. Таким образом,, при малых входных напряжениях когда частота импульсов с выхода преобразователя напряжение-частота достигает некоторогр минимального значения, происходит переключение эталонных напряжений и частота скачком . увеличивается. В результате характеристика преобразователя напряжение-частота будет разрыв ной.На фиг. 2 - показаны характеристики

для случаев: а) используется только ключ

11, б) только ключ 12; в) оба ключа 11

и 12.

0 Обозначения fi и f г соответствуют частотам импульсов на входах элемента ИЛИ 8. Как видно, частоты не могут быть менее заданных минимальных значений fitnln и f г mltv-Это важное свойство преобразователя позволяет уменьшить постоянную времени интегратора в десятки раз. Полная . микроминитюаризация становится возможной.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в код, содержащий интегратор, первый вход которого подключен к входной шине, а выход - через два устройства сравнения соединен с

соответствующими входами формирователя импульсов обратной связи, первые выходы которого подключены к второму и третьему входам интегратора, а вторые выходы соединены с первьГми входами двух элементов И, вторые входы которых подключены к шине тактовых импульсов, а выходы - к входам реверсивного счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены элемент ИЛИ, счетчик, триггер, два источника эталонного

S напряжения с ключами на выходе, соединенными с четвертым и пятым входами интегратора, причем выходы элементов И через элемент ИЛИ соединены с входом установки в нуль счетчика, счетный вход которого подключен к дополнительной шине тактовых импульсов, а выход - к счетному входу триггера, выходы которого соединены с управляющими входами ключей.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3480766, кл.340-347, опублик. 1969 (прототип).